✔ вопрос (1), страница 32 - гдз по химии 7 класс учебник Еремин, Дроздов

Вопросы перед параграфом. §4. Как устроен атом. Глава 1. От атома до вещества - страница 32.

✓ Какие частицы считаются элементарными?

Какие частицы считаются элементарными?

Элементарными частицами в современной физике называют бесструктурные частицы, которые, согласно современным научным данным, не состоят из других, более мелких частиц. Они являются фундаментальными «кирпичиками», из которых построена вся материя, и частицами, которые переносят фундаментальные взаимодействия во Вселенной.

Наше текущее понимание элементарных частиц описывается так называемой Стандартной моделью физики элементарных частиц. Согласно этой модели, все элементарные частицы делятся на две большие группы: фермионы и бозоны.

Фермионы (частицы вещества)

Фермионы — это частицы, из которых состоит вся привычная нам материя. Они обладают полуцелым спином (например, $1/2$) и подчиняются принципу запрета Паули (две одинаковые частицы не могут находиться в одном и том же квантовом состоянии). Фермионы, в свою очередь, делятся на две категории:

• Кварки: это частицы, которые участвуют в сильном взаимодействии. Они никогда не встречаются в свободном состоянии, а объединяются в группы, образуя составные частицы (адроны), такие как протоны и нейтроны. Существует шесть типов (или «ароматов») кварков, объединенных в три поколения:
  • Первое поколение: верхний (up, u), нижний (down, d)
  • Второе поколение: очарованный (charm, c), странный (strange, s)
  • Третье поколение: истинный или топ (top, t), прелестный или боттом (bottom, b)
• Лептоны: это частицы, которые не участвуют в сильном взаимодействии. Существует также шесть типов лептонов, также объединенных в три поколения:
  • Заряженные лептоны: электрон (e^-), мюон (μ^-), тау-лептон (τ^-).
  • Нейтрино: электронное нейтрино (ν_e), мюонное нейтрино (ν_μ), тау-нейтрино (ν_τ). Нейтрино — электрически нейтральные частицы с очень малой массой.

Бозоны (частицы-переносчики взаимодействия и бозон Хиггса)

Бозоны — это частицы, которые являются переносчиками фундаментальных взаимодействий или отвечают за массу. Они обладают целым спином (0, 1, 2, ...) и не подчиняются принципу запрета Паули.

• Калибровочные бозоны (переносчики взаимодействий):
  • Фотон (γ): переносчик электромагнитного взаимодействия.
  • Глюоны (g): переносчики сильного ядерного взаимодействия, которое «склеивает» кварки внутри протонов и нейтронов.
  • W⁺, W^- и Z⁰-бозоны: переносчики слабого ядерного взаимодействия, ответственного за некоторые виды радиоактивного распада.
• Скалярный бозон:
  • Бозон Хиггса (H⁰): частица, связанная с полем Хиггса. Взаимодействие с этим полем придает массу другим элементарным частицам (кваркам, заряженным лептонам, W- и Z-бозонам).

Таким образом, все известные частицы, такие как протон и нейтрон, являются составными. Например, протон состоит из двух верхних и одного нижнего кварка ($uud$), а нейтрон — из одного верхнего и двух нижних кварков ($udd$). Элементарными же являются только перечисленные выше частицы Стандартной модели.

Ответ: Элементарными считаются частицы, которые в рамках Стандартной модели не имеют внутренней структуры: 6 кварков (up, down, charm, strange, top, bottom), 6 лептонов (электрон, мюон, тау-лептон и три соответствующих им нейтрино), а также калибровочные бозоны (фотон, глюон, W- и Z-бозоны) и бозон Хиггса.